Rozwikłanie tajemnicy ekspresji genu
Chromatyna składa się z kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) ściśle powiązanego z białkami nazywanymi histonami. Skręcanie i wiązanie ogranicza dostęp czynników transkrypcji (TF, molekuły, które modulują transkrypcję DNA) do DNA. Dlatego otwarcie kompleksu jest wymagane do umożliwienia ekspresji genu i prawidłowego funkcjonowania komórki. Modulacja struktury chromatyny jest sama w sobie procesem dynamicznym o złożonej regulacji, którego zaburzenie może skutkować zniekształconą ekspresją genu. Zrozumienie tych mechanizmów oraz przestrzenno-czasowych wzorców wiązania w pojedynczej komórce lub małych grupach komórek jest kluczowe dla pełnego zrozumienia ekspresji genu. Opracowany niedawno test immunoprecypitacji chromatyny (ChIP) okazał się bardzo przydatny dla identyfikacji modyfikacji histonu oraz wzorów wiązania występującego między czynnikami transkrypcji a chromatyną. Jednak immunoprecypitacja powiązanej krzyżowymi wiązaniami chemicznymi chromatyny (XChIP) nie pozwala na badanie interakcji zachodzących między czynnikiem a DNA w skali czasowej krótszej niż kilka minut, uniemożliwiając tym samym ocenę tymczasowego wiązania chromatyny. Ponadto nie ułatwia ona badania małych populacji składających się w przybliżeniu z poniżej stu komórek. Dzięki finansowanemu ze środków UE projektowi ATLAS naukowcy opracowali laserowy ChIP (LChIP), który pozwala na przełamanie tych ograniczeń i zapewnia również wiele innych korzyści. Napromieniowanie nadfioletem (UV) z zastosowaniem źródła ultrakrótkiego lasera impulsowego stwarza stabilne wiązanie poprzeczne o zerowej długości w bardzo krótkim czasie dzięki wrodzonej fotoreaktywności nukleotydów wzbudzonych w DNA. Powoduje to mniejsze zakłócenie systemu biologicznego niż w przypadku chemicznych wiązań poprzecznych, takich jak formaldehyd, dzięki czemu można badać tymczasowe interakcje występujące w bardzo szybkich skalach czasowych. Ponadto optymalizacja metod wzmocnienia DNA umożliwia zastosowanie bardzo małej liczby komórek. Przełomowa technologia lasera ChIP opracowana w ramach projektu ATLAS umożliwia teraz badanie interakcji wiązań tymczasowych zachodzących między chromatyną i innymi molekułami, które nie były wykrywane przy zastosowaniu metod konwencjonalnych, a odgrywały kluczową rolę w ekspresji genu. Analiza selektywnych komórkowo programów genetycznych i epigenetycznych na małych podpopulacjach komórek, aż do poziomu pojedynczej komórki może przesunąć granice odkryć naukowych. Zakłada się, że projekt ATLAS przyczyni się do poprawy zrozumienia fizjologicznych i patologicznych procesów komórkowych prowadzących do opracowania nowych terapii genetycznych. Więcej informacji można również znaleźć pod adresem: http://vimeo.com/15927539(odnośnik otworzy się w nowym oknie) http://vimeo.com/15928069(odnośnik otworzy się w nowym oknie)
